CBCT影像中的咬肌形态分析及其正畸临床应用

来源 :北京大学医学部 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuweieasy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
咬肌作为口颌系统重要的组成部分在形态和功能上发挥了重要作用。以往研究发现经过正畸治疗后,患者面颊部软组织厚度会减少,但尚未有研究将其与内部的咬肌等组织的厚度相联系;另一方面,咬肌是咀嚼系统中提供咬合力最大的肌肉之一,研究认为后牙的生理性合曲线是在咬合力的作用下逐渐形成的,那么咬肌所提供的咬合力及其方向应该对后牙的生理性合曲线有一定作用。但以往对于咬肌的三维影像学研究通常使用CT和MRI,往往样本量较少且得出的结论尚未达成共识。因此本研究将对咬肌的形态和功能两方面进行进一步探索。本研究分为三个部分。第一部分是方法学研究,旨在建立CBCT咬肌自动分割方法,并通过与MRI咬肌分割相比较的方法评价CBCT咬肌分割的精确性和可重复性。在咬肌分割任务中,本研究利用CT图像与对应的咬肌标注数据训练分割网络,利用非监督域适应框架学习CBCT图像的咬肌自动标注。网络框架以循环生成对抗式网络(CycleGAN)为基础,实现非监督的CBCT与CT的模态转换以及特征联合嵌入,在仅使用CT图像标注进行训练的情况下,分割网络也能适用于CBCT的图像的咬肌自动分割。与现有其他方法相比,本方法与手工分割的相似性更高,达到93.7%。接着,本研究比较了 CBCT和MRI的咬肌分割,该部分纳入17名志愿者,每位志愿者在1个月内分别接受CBCT和MRI的拍摄。CBCT中的咬肌分割通过基于CycleGAN的方法进行,辅以手工检查和修改,而MRI中的咬肌完全由手工分割进行。所有咬肌分割由本实验者和第二名实验者重复一遍。对于横断面积(cross-sectional area,CSA),精确性和可重复性由配对t检验、组内相关系数(ICC)和测量标准误差(SEM)来表示。同时,本研究计算了 Dice相似度系数(DSC)和平均Hausdorff距离(aHD)来评价分割的精确性和可重复性。配对t检验显示,CBCT和MRI咬肌自动分割的横断面积没有显著差异,所有的ICC均大于0.95,测量标准误差则小于4.85mm2。Dice相似度系数均大于0.94,表示CBCT和MRI咬肌分割的相似度大于94%。平均Hausdorff距离均小于0.1mm,表示CBCT和MRI咬肌分割图形的轮廓高度一致。基于CycleGAN经过手工分割和调整的CBCT咬肌自动分割与MRI没有显著差异。因此与MRI相比,CBCT咬肌分割表现出了良好的精确性,并在重测中表现出良好的可重复性。研究的第二部分旨在评价女性成人患者正畸治疗相关的咬肌和周围软组织厚度变化,以及可能影响正畸治疗中这些软组织变化的原因。这部分回顾性研究纳入了 42名女性患者,并将其分为两组,拔牙组22人,非拔牙组20人。我们将治疗前后的CBCT进行重叠和重建,并测量了面部咬肌区软组织(MAS)、咬肌(MM)和周围脂肪组织(FT)的厚度变化,并在拔牙组和非拔牙组之间进行比较。我们对上述软组织的厚度变化及初始年龄、治疗周期、矢状向关系(ANB角)和垂直向关系(FMA)进行了Spearman相关分析。回归分析用于检验这些变量之间的因果关系。在拔牙组和非拔牙组,MAS和MM的厚度在治疗后均显著减小,并在拔牙组减小更多(大于1mm)。相关分析显示,MAS和MM的厚度减小具有强相关性(r>0.7),而MAS和FT的变化则中度相关(r>0.4)。下颌平面角与MAS和MM的厚度减小均具有显著的负相关。散点图和回归分析进一步验证了这些关系。女性患者中,咬肌和周围组织软组织在正畸治疗后均呈现厚度减小。低角患者在咬肌区域的软组织减小更加明显。但在临床上,总体软组织厚度减少在大多数患者中是非常微小的。研究三使用与研究二相同的样本,对42位患者的治疗前后CBCT进一步进行咬肌的大小和方向与功能合平面之间的关系,并结合头影测量数据探索影响合平面角度的因素。首先将42名患者分为两组,拔牙组22人,非拔牙组20人。将治疗前后的CBCT进行重叠和三维重建,以治疗前双侧眶下点和耳点建立了水平面,经过前后鼻嵴点并垂直于水平面作为矢状面,最后垂直于水平面和矢状面为冠状面,利用上颌第二磨牙、第一磨牙及与其相邻的双尖牙的所有颊尖分别建立了治疗前后的功能合平面(FOP)。另外,计算了 Spee曲线深度,测量了咬肌的体积,利用主成分分析法(PCA)计算了咬肌的长轴,并将其投影至矢状面,作为其矢状方向。结合头影测量指标,我们对结果进行了分析。治疗后,拔牙组和非拔牙组咬肌的体积均显著减小,Spee曲线变平坦,而咬肌方向则无明显变化。对不同的垂直骨面型中咬肌矢状方向与功能合平面的夹角(MM/FOP)进行方差分析,发现三组之间没有显著的统计学差异,且三组均值都非常接近90°。最后,以治疗前合平面(FOP/FHpre)作为因变量,相关分析筛选出的自变量进行回归分析,回归方程中纳入了治疗前咬肌的方向(MM/FHpre)、上下颌中切牙的角度(U1/NA、U1/PP、L1/MP)、上颌第一磨牙的倾斜度(U6/PP)、A点的突度(NA/PA)和下颌平面角(FMA),回归方程的R2=0.362。本研究得出结论,经过正畸治疗,咬肌的体积显著减小,而方向几乎无明显变化。咬肌与功能合平面的夹角基本稳定且接近垂直,不随下颌平面角变化。咬肌的矢状方向、上下中切牙的角度、A点的突度和上颌第一磨牙的角度等会影响后牙功能合平面的生理性倾斜度。
其他文献
钛/铝/镁层状复合板在航空航天、汽车和船舶工业等方面具有巨大的应用前景。层状复合板界面结构和组织会对其性能产生很大影响,通过控制它们的变化来对其力学性能进行调控一直是研究的热点。本文选用商用钛合金(Ti6Al4V)、铝合金(AA6061)和镁合金(AZ31)在400°C下预热轧制复合来制备铝/镁复合板、钛/铝复合板以及钛/铝/镁层状复合板。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子
过渡金属氢氧化物具有比表面积大、活性组分丰富、结构可修饰性强等特点,在超级电容器中受到广泛关注。然而过渡金属氢氧化物存在着易团聚、导电性和电化学活性差等固有缺陷,限制了其在超级电容器中的发展。为解决上述问题,本论文依托可控制备技术和晶相转化方法,通过复合、酸盐法、碱刻蚀、氧化、硫化和磷化对过渡金属氢氧化物的结构、物理或化学性质进行修饰,研究了相应的电化学行为,并提出影响过渡金属氢氧化物基电极材料电
在人类活动与环境关系日益密切的情况下,各种工程活动不可避免地会遇到边坡稳定性问题,这类问题一直是岩土工程中的热点研究问题。实际边坡工程中的岩土参数存在很多不确定性因素,而在边坡稳定性的风险评估中,这些不确定性因素并未考虑,各个参数多采用固定值计算,忽略了其变异性。全局敏感性分析(Global sensitivity analysis,GSA)也称为重要性分析(Importance measurem
随着社会的快速发展和科技的不断创新,人们在对系统的动力学特征有了更为深入的认识和了解的同时,对系统性能的要求也逐渐提升。其中,包含在最优控制中的一个重要分支,即有限时间控制,近几十年来已经成为了控制领域的主要研究课题。诸多实际情况均需要系统满足有限时间稳定的性能,如:紧急刹车时希望车辆可以尽快停下、追捕问题中的快速捕捉目标、导弹迅速击毁运动中的战斗机、亦或是发射人造卫星等任务均需要在有限时间内完成
现代风电机组正朝着大型化和复杂化方向发展,在风况复杂多变、风浪叠加冲击、高温度、大湿度、高盐雾腐蚀等多种复杂恶劣运行环境下,大型海上风电机组面临着严峻的服役可靠性问题。海上风电投资风险大,运维成本高,对风电机组可靠性提出了更高的要求,提高可靠性是推动海上风电发展的基石。现有针对风电机组的可靠性研究大多聚焦在零部件,且只能从定性的角度分析零部件的可靠性状态,如有限元分析、动态特性分析等,缺少定量地评
分布式电源(distributed generation,DG)大规模接入以及新型电力电子设备广泛应用,已成为配电网发展的必然趋势和重要特征。智能软开关(soft open point,SOP)作为一种新型电力电子装置,具有灵活、快速、精确的功率控制特性和潮流转移能力。这些特征使SOP在促进DG消纳、提高配电网运行效率和提升供电恢复能力等方面优势明显。此外,不平衡负荷和线路参数不对称使得配电网通常
公共服务供给是政府的核心职能之一,我国社会公共服务需求的迅速增长推动了政府的公共服务供给侧改革。随着这种改革的不断深入,政府作为安排者、私营机构作为生产者的公共服务公私合作供给逐渐成为一种在实践领域被广泛运用的供给模式。公共服务公私合作供给意在提高公共服务的供给水平和供给效率,这就要求参与合作的私营机构在公共服务生产中付出尽可能高的努力水平。但私营机构的目标不是增加公共利益,而是追逐自身经济收益的
架空输电线路是电力系统能源传输的重要通道,是电力网络的重要组成部分,其分布区域广泛容易遭受雷击。雷电绕击与反击会造成线路绝缘子闪络,引起开关跳闸造成停电事故,严重影响系统的安全稳定运行。此外雷击后,雷电过电压沿线路侵入变电站,使站内设备承受过高电压,导致电气设备绝缘损坏,造成停电事故,降低了系统的运行可靠性。因此开展线路防雷研究工作具有重要意义。输电线路雷电参数的获取是开展线路防雷研究工作的基础,
激光熔覆技术广泛应用于航空航天、装备制造、石油化工等领域。激光熔覆涂层能够显著改善工件的耐磨、耐蚀等性能,但涂层中存在的裂纹、气孔及表面波纹等缺陷往往会使熔覆工件寿命缩短,并带来严重的安全隐患,提高涂层质量对促进激光熔覆技术的发展具有重要意义。本文以纯铁为基体,Ni60自熔性合金粉末为熔覆材料,采用单一交变电流、单一稳态磁场及电-磁复合场三种辅助形式,详细考察了电磁场条件下激光熔覆涂层的表面形貌、
随着人类对能源需求量的不断增大,传统能源正面临着日益枯竭的危机,不断探索和开发清洁可再生能源已经成为世界各国应对传统能源问题的必然选择,其中钙钛矿材料是当今新型能源材料的研究热点之一。钙钛矿材料因具有光吸收系数高、发射光谱窄、光致发光量子产率(PLQYs)高、组分与尺寸可调以及制备成本低等优异特性而备受关注,在发光二极管(LEDs)、太阳能电池、光电探测器、催化、激光等领域具有巨大的应用潜力。然而